Le terme « capteur » est devenu utilisé lorsque, dans les années 20 et 40, les sondes de mesure (capteurs) ont trouvé un usage quotidien (par exemple, elles ont commencé à être utilisées dans l'automobile et appareils ménagers).
Capteurs- les concepts synonymes sont les sondes (de mesure) et les éléments sensibles (de mesure) - ils convertissent des grandeurs physiques ou chimiques (principalement non électriques) en une grandeur électrique E ; cela se produit souvent par d'autres transformations intermédiaires non électriques.
En tant que grandeurs électriques, non seulement le courant et la tension sont utilisés, mais également les amplitudes de courant et de tension, la fréquence, la période, la phase ou la durée d'impulsion d'une oscillation électrique, ainsi que les grandeurs électriques - résistance, capacité et inductance. Le capteur peut être caractérisé à l'aide des équations suivantes : (1) E = /(F,URU2...) Signal de sortie du capteur (2) Ф = g(E,YpY2...) L'indicateur requis. Si les fonctions f ou g sont connues, elles représentent alors un modèle de capteur, à l'aide duquel l'indicateur requis est calculé à partir des valeurs du signal de sortie E et des paramètres d'influence Y d'une manière mathématique presque sans erreur ( capteurs « intelligents », anglais : capteurs intelligents ou intelligents).
En pratique, le modèle de capteur comporte des paramètres libres qui peuvent être utilisés pour calibrer le modèle en fonction des caractéristiques réelles d'une instance de capteur individuelle. Avec un signal de capteur numérique, les paramètres d'étalonnage du modèle sont le plus souvent stockés dans un dispositif de mémoire non volatile (PROM) programmable. Contrairement à la compensation analogique conventionnelle des grandeurs d'influence, il est ici possible de corriger avec succès non seulement les influences linéaires, mais également les processus non linéaires intenses. Un grand avantage réside également dans le fait qu'avec cette méthode d'étalonnage, qui s'effectue exclusivement via une connexion électrique, chaque capteur peut être étalonné pendant son fonctionnement.
Dans une formulation assez générale, le terme « capteurs intelligents » (Smartsensor) peut être défini comme suit : des capteurs intelligents, dans certains cas intégrés, ou des capteurs avec une électronique spéciale individuelle, qui sur le lieu d'utilisation sont simplement appelés capteurs, permettent utilisation maximale de la précision cachée dans le capteur (statistique et dynamique) grâce à la microélectronique, ce qui les distingue des capteurs conventionnels. Dans ce cas, les informations reçues par le capteur, notamment les informations complexes des structures constituées de plusieurs capteurs, peuvent être compressées par un traitement supplémentaire, c'est-à-dire affichées à un niveau plus élevé (que ne le permet un simple capteur), sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un grand nombre appareils externes. Il n'existe pas de règle claire quant à savoir si les capteurs doivent être équipés de dispositifs de traitement du signal intégrés, mais il est recommandé de ne pas faire de distinction, par exemple, entre un capteur de base, un élément de capteur et un capteur intégré.
La programmation ou l'étalonnage d'un capteur « intelligent » s'effectue - comme le réglage des capteurs analogiques classiques - souvent à l'aide d'un ordinateur externe (Host) en trois étapes.
L'ordinateur central fait varier systématiquement le ou les paramètres xe et d'influence et ajuste ainsi un certain nombre de points de fonctionnement pertinents et représentatifs. Dans ce cas, le capteur « intelligent » affiche des « signaux propres » qui n’ont pas encore été corrigés. Grâce à des capteurs de référence nettement plus précis, l'ordinateur central reçoit simultanément les « vraies » valeurs xe et y. Sur la base d'une comparaison des deux valeurs, l'ordinateur central calcule le paramètre de correction requis et l'interpole sur toute la plage de mesure.
Sur la base des données reçues précédemment, l'ordinateur central calcule les paramètres de modèle caractéristiques d'une instance donnée, par exemple pour l'affichage linéaire de caractéristiques graphiques, et les stocke dans la PROM du capteur intelligent. Lors du traitement de contrôle, ces données peuvent d'abord être émulées dans la RAM de l'ordinateur central avant d'être finalement « intégrées dans la mémoire » du capteur intelligent. Si les caractéristiques graphiques sont alignées sur des polynômes d'un degré plus élevé, afin d'éviter de longs processus de calcul, des caractéristiques graphiques tridimensionnelles (tables de recherche) sont également stockées dans le capteur « intelligent ». La préservation des caractéristiques des grandes cellules en combinaison avec une simple interpolation linéaire entre les points de contrôle s'est avérée efficace.
Phase de travail
Désormais, le capteur « intelligent » est déconnecté de l’ordinateur central et peut effectuer des calculs pratiquement sans erreurs en utilisant les données de modèle stockées de la quantité mesurée xe. Il le transmet à l'unité de contrôle connectée, par exemple sous forme numérique, code binaire série ou sous forme analogique (par exemple par modulation d'impulsions). Via l'interface bus, la valeur mesurée peut être transmise numériquement à d'autres unités de commande. Ce processus d'ajustement peut être répété si une PROM effaçable est utilisée. C’est déjà un avantage lors du développement des capteurs. Exemple : Surface graphique à deux coordonnées des points de référence s (Tn, 0m) d'un « capteur intelligent » pour mesurer un segment S : Pour le traitement de haute précision d'un capteur faisant office d'inductance variable, sa caractéristique graphique naturelle et son régime de température sont approximés aux polynômes de degré 5. Il s'agit d'un élément qui produit la fréquence d'un circuit oscillateur tout à fait simple sous la forme d'un signal de sortie non corrigé de période T. En tant que modèle de capteur pour le segment s, au lieu de 36 coefficients polynomiaux et d'un traitement fastidieux du polynôme, seule la surface graphique totale , dont 32 x 64 = 2048, est pris en compte (écrit dans un fichier), des paramètres caractéristiques sn,m (en PROM) et d'un algorithme d'interpolation simple (en ROM). Si le signal T apparaît entre les points de référence Tp et Tn+3/ et la température O entre les points de référence ©m et ©m+i, alors, comme le montre la figure, une interpolation est effectuée de manière bidimensionnelle entre les « parfaitement " Les paramètres standard stockés S..... S et le paramètre souhaité s (T, O) sont déterminés à la suite d'une interpolation.
Utilisation de la voiture
Avec les exigences croissantes imposées à toutes les fonctions du véhicule, au cours des 40 dernières années, les fonctions de réglage et de commande successives, initialement mises en œuvre mécaniquement, ont été remplacées par des unités électroniques (ECU, unité à commande électronique). Cela a entraîné une forte demande de capteurs et d'actionneurs avec lesquels ces unités de commande électroniques peuvent, d'une part, mesurer l'état véhicule, et d’autre part pourrait les influencer. Au fil des années, l’industrie automobile est devenue un moteur du développement et de la production d’un grand nombre de capteurs différents. Si au début ils étaient principalement électromécaniques ou avaient une forme macromécanique, la tendance de la fin des années 80 a clairement commencé à se développer vers des capteurs miniatures fabriqués à l'aide de méthodes semi-conductrices (Batch Processing).
Temporairement, les capteurs issus des technologies hybrides ont joué un rôle mineur dans la technologie des couches épaisses. On les retrouve encore parfois aujourd'hui, par exemple dans des sondes à oxygène et capteurs haute température pour les mesures dans la zone d'échappement. Alors que les capteurs de température et de champ magnétique étaient initialement conçus comme des structures de type interrupteur et fabriqués en lots, cette tendance s'est renforcée lorsque le silicium a été structuré. différentes façons, ainsi que micromécaniquement en deux et trois dimensions (axes de coordonnées), et à l'aide de très méthodes efficaces Connectez-vous fermement et fonctionnellement dans diverses positions.
Étant donné que les technologies de commutation électronique à semi-conducteurs reposent presque exclusivement sur le silicium comme principal matériau de travail, tous les autres matériaux et technologies jouent un rôle mineur dans tous les capteurs. Par exemple, le quartz peut également être formé micromécaniquement à l’aide d’une technologie de gravure anisotrope, mais contrairement au silicium, il possède de meilleures propriétés piézoélectriques. Les semi-conducteurs III-V tels que l'arséniure de gallium (GaAs) ont beaucoup plus large éventail température de fonctionnement que le silicium, ce qui pourrait offrir des avantages significatifs lorsqu’il est utilisé dans diverses zones de la voiture. Les couches mécaniques minces conviennent très bien à la fabrication de résistances d'étirement de précision, de capteurs de température de précision et de résistances dépendantes du champ magnétique. Grâce au silicium, il a été possible d'intégrer l'électronique dans le capteur de manière monolithique. Cette technologie, à quelques exceptions près (par exemple Hall-IC), a perdu de son importance en raison du grand nombre et de la variété des étapes de traitement et du manque de flexibilité qui en découle. Les technologies hybrides à intégrer dans un espace très étroit en tous droits nécessitent des solutions nettement plus économiques, fonctionnelles et équivalentes.
Si le développement des capteurs s'est initialement concentré presque exclusivement sur la transmission embarquée, les systèmes de châssis et de carrosserie, ainsi que sur la sécurité routière, l'orientation derniers développements de plus en plus axé sur l'environnement extérieur proche et lointain du véhicule : les capteurs à ultrasons détectent les obstacles lors du stationnement et permettront dans un avenir proche (en combinaison avec d'autres capteurs) de garer automatiquement la voiture ; le radar à courte portée détecte les objets dans la zone autour du véhicule qui sont susceptibles de devenir cause de l'accident gagner du temps et mettre en place des systèmes de sécurité avant une collision (capteurs Precrash) ; les capteurs d'images peuvent détecter non seulement panneaux routiers, mais aussi les transmettre à l'écran du conducteur, ainsi que reconnaître les contours de la route, avertir le conducteur du danger de déviation de la route et, si nécessaire, autoriser une conduite prolongée mode automatique; en combinaison avec des rayons infrarouges et un écran dans le champ de vision du conducteur, des capteurs d'images sensibles aux infrarouges permettent de surveiller la route de nuit et même dans le brouillard (vision nocturne) ; Des capteurs radar à longue portée surveillent la route à une distance de 150 m devant la voiture, vous permettant de vous adapter à la vitesse des voitures qui avancent, ainsi que de maintenir le mouvement en mode automatique pendant une longue période.
Les capteurs et les actionneurs constituent les interfaces périphériques (dispositifs de couplage) entre le véhicule avec ses fonctions complexes de conduite, de freinage, de conduite et de carrosserie, ainsi que ses fonctions de conduite et de navigation, et l'unité de commande électronique numérique en tant qu'unité de traitement des données. En règle générale, le commutateur correspondant fournit des signaux de capteur à l'unité de commande sous la forme standardisée requise (chaîne de mesure, système d'enregistrement des mesures). Ces appareils de commutation adaptés, coordonnés avec des capteurs spéciaux, sont disponibles en grande quantité sous forme intégrée. Ils représentent un complément essentiel et précieux aux capteurs présentés ici, sans lequel l'utilisation des capteurs ne serait pas possible et la qualité des mesures ne peut être évaluée qu'en combinaison avec eux.
Dans le processus « véhicule » en plusieurs étapes illustré, les données des capteurs provenant d'autres éléments de commande (commandes), ainsi que celles du conducteur à l'aide d'un simple interrupteur de commande, peuvent également avoir une influence. Les indicateurs fournissent au conducteur des informations sur l'état et la progression de l'ensemble du processus.
Données du marché des capteurs
La part de la valeur ajoutée de l'électricité et de l'électronique dans une voiture est aujourd'hui d'environ 26 %. Pendant ce temps, presque un capteur sur deux est intégré à une voiture, avec une augmentation annuelle qui est toujours déterminée par un nombre à deux chiffres. Depuis la fin des années 1990, les capteurs micromécaniques et microsystèmes représentent une part croissante : en 2005, ils représentaient déjà un tiers du volume total.
Contrairement au marché général des capteurs, dans le secteur des voitures particulières L'Europe, avec une part de marché de 41 %, et Bosch, premier fabricant mondial, devancent actuellement l'Amérique avec seulement 34 %. Au total, le marché des capteurs utilisés dans l'industrie automobile est passé de 8,88 milliards de dollars en 2005 à 11,35 milliards de dollars en 2010, soit de 28%.
Il existe trois groupes typiques d'entreprises qui produisent des capteurs pour voitures. Industrie des semi-conducteurs : les capteurs issus de la fabrication de semi-conducteurs sont présentés ici grâce à l'utilisation de certaines étapes de travail spéciales. Ils servent l'ensemble du marché des capteurs, y compris l'industrie automobile, et disposent d'un système de vente performant. Les processus micromécaniques de production de capteurs sont constamment améliorés en combinaison avec les processus semi-conducteurs. Toutefois, ces entreprises ne disposent pas de savoir-faire spécifique dans le domaine exclusivement à des fins automobiles, technologies de contrôle et d’installation.
Des fabricants de capteurs spécialisés, souvent de taille moyenne, qui ne produisent pas de dispositifs de commutation à semi-conducteurs, mais ont choisi de se concentrer sur quelques types de capteurs seulement pour approvisionner l'ensemble du marché ou même des domaines spécifiques, comme le marché automobile.
Principaux fournisseurs de industrie automobile et des fabricants de systèmes (par ex. Bosch) ou de grandes filiales constructeurs automobiles, spécialisées dans les besoins et les approvisionnements de leurs filiales. Les entreprises de ce segment produisent également des circuits de commutation à semi-conducteurs et hybrides depuis l'introduction de l'électronique dans l'automobile, en étroite collaboration avec les fabricants de semi-conducteurs (développement de processus, licences). Un grand nombre d'inventions (savoir-faire) dans le domaine de l'équipement des véhicules, des technologies de commande et d'installation basées sur la connaissance des systèmes ont été développées ici.
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MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES DE L'UKRAINE
UNIVERSITÉ TECHNIQUE NATIONALE
"INSTITUT POLYTECHNIQUE DE KHARKIV"
Département de science des matériaux
Test
En science des matériaux électriques
Sur le thème : « Capteurs utilisés dans voiture moderne»
étudiant en 2ème année
Groupes TMZ-11
Linnik Artem Alekseevich
Ville de Harkov
INTRODUCTION
JE. CONCEPT DE CAPTEUR
II. CLASSIFICATION DES CAPTEURS
III. CAPTEURS DANS LES VOITURES MODERNES
1. Nouveaux développements de capteurs
2. Capteurs du système Parktronic
3. Capteurs dans les alarmes de sécurité des voitures
LISTE DES RÉFÉRENCES UTILISÉES
INTRODUCTION
Ces dernières années, dans la technologie de mesure et de régulation des paramètres de divers processus, le rôle de la fabrication et de l'application de capteurs a augmenté de plus en plus. Cette industrie, en constante évolution, sert de base à la création de diverses options pour les systèmes de contrôle automatique.
Cette évolution est due avant tout aux énormes progrès de la microélectronique. Un large éventail d'applications de micro-ordinateurs dans l'électroménager, l'industrie automobile et d'autres secteurs industriels nécessitent de plus en plus de capteurs bon marché produits en grande série. En conséquence, de nouveaux dispositifs basés sur des capteurs, intéressants et en même temps peu coûteux, apparaissent.
L'amélioration constante des voitures est le facteur le plus important du développement de l'économie de notre pays. Une voiture moderne se compose d’un grand nombre de composants mécaniques assez avancés. Par conséquent, il y a eu récemment une tendance à la complication et au développement des équipements électriques et électroniques des voitures, dont le coût est dans les prix modernes. camions dépasse souvent 30% du coût total.
Un des les problèmes les plus importants L'objectif d'une entreprise de transport automobile moderne est d'identifier rapidement et efficacement les défauts des véhicules. Lors de la conduite d'une voiture, des défauts cachés peuvent survenir, qui peuvent ne pas se manifester extérieurement, mais s'ils ne sont pas détectés, ils peuvent entraîner de graves dommages et, par conséquent, des réparations coûteuses.
De plus, les diagnostics préventifs permettent à une entreprise d'économiser beaucoup d'argent en identifiant les défauts et en les éliminant en temps opportun, ce qui réduit les temps d'arrêt lors des réparations et, par conséquent, réduit les coûts de main-d'œuvre et le coût des réparations.
L'avènement des dispositifs semi-conducteurs, des circuits intégrés et des micro-ordinateurs miniatures permet de détecter rapidement et efficacement les défauts émergents et de les éliminer aussi bien pendant le fonctionnement du véhicule que lors de sa préparation à l'exploitation.
Pour diagnostiquer certains paramètres du véhicule, il faut d’abord des capteurs fiables et de haute précision.
JE. CONCEPT DE CAPTEUR
Le processus de contrôle consiste à recevoir des informations sur l'état de l'objet de contrôle, son contrôle et son traitement par le dispositif central et à émettre des signaux de commande aux actionneurs. Des capteurs de grandeurs non électriques sont utilisés pour recevoir des informations. Ainsi sont contrôlés la température, les mouvements mécaniques, la présence ou l'absence d'objets, la pression, les débits de liquides et de gaz, la vitesse de rotation, etc. capteur d'alarme de capteur de stationnement de voiture
Le capteur peut être affecté simultanément par diverses grandeurs physiques (pression, température, humidité, vibration, réaction nucléaire, champs magnétiques et électriques, etc.), mais il ne doit percevoir qu'une seule grandeur, appelée grandeur naturelle.
Les capteurs fournissent des informations sur l'état de l'environnement externe en interagissant avec lui et en convertissant la réponse à cette interaction en signaux électriques. Il existe de nombreux phénomènes et effets, types de propriétés et de transformations énergétiques qui peuvent être utilisés pour créer des capteurs.
Capteur, capteur (de l'anglais sensor) est le concept de systèmes de contrôle, un transducteur primaire, un élément d'un dispositif de mesure, de signalisation, de régulation ou de contrôle d'un système qui convertit une quantité contrôlée en un signal pratique à utiliser.
Il existe plusieurs définitions de la notion de capteur. Les définitions suivantes sont largement utilisées :
1. un élément sensible qui convertit les paramètres environnementaux en paramètres adaptés à utilisation technique un signal, généralement électrique, bien qu'éventuellement de nature différente (par exemple, un signal pneumatique) ;
2. un produit complet basé sur l'élément ci-dessus, comprenant, selon les besoins, des dispositifs d'amplification du signal, de linéarisation, d'étalonnage, de conversion analogique-numérique et d'interface pour l'intégration dans des systèmes de contrôle. Dans ce cas, l’élément sensible du capteur lui-même peut être appelé capteur.
3. Le capteur est la partie de mesure ou Système de contrôle, qui est un ensemble constructif de transducteurs de mesure, comprenant un convertisseur du type d'énergie du signal, situé dans la zone d'influence des facteurs d'influence de l'objet et recevant des informations naturellement codées de cet objet.
4. capteur - une partie structurellement isolée du système de mesure, contenant un ou plusieurs transducteurs primaires, ainsi qu'un ou plusieurs transducteurs intermédiaires.
Ces définitions sont cohérentes avec l'utilisation du terme par les fabricants de capteurs. Dans le premier cas, le capteur est un petit dispositif électronique, généralement monolithique, par exemple une thermistance, une photodiode, etc., utilisé pour créer des appareils électroniques. Dans le deuxième cas, il s'agit d'un appareil complet dans sa fonctionnalité, connecté via l'une des interfaces connues au système contrôle automatique ou inscription. Par exemple, des photodiodes dans des matrices, etc. Dans les troisième et quatrième définitions, l'accent est mis sur le fait que le capteur est une partie structurellement distincte du système de mesure qui perçoit les informations, et est donc autosuffisant pour effectuer cette tâche et certaines caractéristiques métrologiques.
Actuellement, divers capteurs sont largement utilisés dans la construction de systèmes de contrôle automatisés.
Les capteurs sont un élément systèmes techniques, destiné à la mesure, à la signalisation, à la régulation, au contrôle d'appareils ou de procédés. Les capteurs convertissent la quantité contrôlée (pression, température, débit, concentration, fréquence, vitesse, mouvement, tension, courant électrique, etc.) en un signal (électrique, optique, pneumatique), pratique pour la mesure, la transmission, la conversion, le stockage et l'enregistrement. informations sur l'état de l'objet de mesure.
Historiquement et logiquement, les capteurs sont associés à la technologie et aux instruments de mesure, par exemple les thermomètres, les débitmètres, les baromètres, les indicateurs d'attitude, etc. Le terme général de capteur s'est renforcé en lien avec le développement des systèmes de contrôle automatique, en tant qu'élément du terme généralisé. concept logique de capteur - dispositif de contrôle -- actionneur -- objet de contrôle. En tant que catégorie distincte d'utilisation de capteurs dans systèmes automatiques L'enregistrement des paramètres peut mettre en évidence leur utilisation dans les systèmes de recherche et d'expérimentation scientifiques.
Récemment, en raison de la réduction du coût des systèmes électroniques, des capteurs dotés d'un traitement de signal complexe, de la capacité de configurer et de réguler les paramètres et d'une interface de système de contrôle standard sont de plus en plus utilisés. Il existe une certaine tendance à élargir l'interprétation et le transfert de ce terme à des instruments de mesure apparus bien avant l'utilisation massive de capteurs, ainsi que, par analogie, à des objets de nature différente, par exemple biologiques. Le concept de capteur dans son orientation pratique et les détails de mise en œuvre technique est proche des concepts d'instrument de mesure et appareil de mesure, mais les lectures de ces appareils sont principalement lues par une personne et les capteurs sont généralement utilisés en mode automatique.
II. CLASSIFICATION DES CAPTEURS
Lors de la classification des capteurs, le principe de leur fonctionnement est souvent utilisé comme base, qui, à son tour, peut être basée sur des phénomènes et des propriétés physiques ou chimiques.
Classification par type de quantités produites :
· Actif (générateur);
· Passif (paramétrique).
Classification selon le paramètre mesuré :
Capteurs de pression :
· pression absolue;
· surpression ;
· raréfaction ;
· pression-raréfaction ;
· différence de pression ;
pression hydrostatique.
Capteurs de débit :
· Débitmètres mécaniques;
· Changer les compteurs ;
· Débitmètres à ultrasons ;
· Débitmètres électromagnétiques ;
· Débitmètres Coriolis ;
· Débitmètres vortex.
· Flotter;
· Capacitif ;
· Radars ;
· Ultrasonique.
Températures :
· Thermocouples ;
· Thermomètre à résistance;
· Pyromètre ;
· Capteur de concentration ;
· Conductomètres.
Radioactivité (également appelée détecteurs de radioactivité ou de rayonnement) :
· Chambre d'ionisation ;
· Capteur de charge directe.
Mouvements:
· Chiffreur absolu ;
· Encodeur relatif ;
Des provisions:
· Contact;
· Sans contact.
Capteurs photo :
· Photodiodes ;
· Capteur photo.
Capteur de position angulaire ;
Convertisseur de code angulaire ;
Capteur de vibrations ;
Capteur piézoélectrique ;
Capteur à courants de Foucault ;
Capteur de grandeurs mécaniques ;
Capteur d'expansion relative du rotor ;
Capteur d'expansion absolue ;
Capteur de protection contre les arcs.
Classification selon le principe de fonctionnement :
· Capteurs optiques (photocapteurs);
· Capteur magnétoélectrique (basé sur l'effet Hall);
· Capteur piézoélectrique ;
· Convertisseur Tenso ;
· Capteur capacitif ;
· Capteur potentiométrique ;
· Capteur inductif.
Classification selon la nature du signal de sortie :
· Discret ;
· Analogique ;
· Numérique ;
· Pouls.
Classification par support de transmission du signal :
· Filaire ;
· Sans fil.
Classement par nombre de grandeurs d'entrée :
· Unidimensionnel ;
· Multidimensionnel.
Classification par technologie de fabrication :
· Élémentaire;
· Intégrale.
Regardons les principaux types :
Capteurs de température. Parmi les autres capteurs, les capteurs de température sont de types particulièrement variés et comptent parmi les plus courants.
Riz. 1. Conception du capteur de température.
Le thermomètre en verre à colonne de mercure est connu depuis l'Antiquité et est largement utilisé aujourd'hui. Les thermistances (Fig. 1), dont la résistance change sous l'influence de la température, sont utilisées assez souvent dans divers appareils en raison du coût relativement faible des capteurs de ce genre. Il existe trois types de thermistances : à caractéristique négative (leur résistance diminue avec l'augmentation de la température), à caractéristique positive (avec l'augmentation de la température, la résistance augmente) et à caractéristique critique (leur résistance augmente à une température seuil). En règle générale, la résistance change assez fortement sous l'influence de la température. Pour étendre la partie linéaire de ce changement, les résistances sont connectées en parallèle et en série avec la thermistance.
Les thermocouples sont particulièrement utilisés dans le domaine de la mesure. Ils utilisent l'effet Seebeck : dans une jonction composée de métaux différents, une force électromotrice apparaît, approximativement proportionnelle à la différence de température entre la jonction elle-même et ses bornes. La plage de températures mesurée par un thermocouple dépend des métaux utilisés. Les ferrites et les condensateurs thermosensibles utilisent l'effet de la température sur les constantes magnétiques et diélectriques, respectivement, à partir d'une certaine valeur appelée température de Curie et, pour un capteur particulier, cela dépend des matériaux utilisés.
Les diodes et thyristors sensibles à la température sont des capteurs à semi-conducteurs qui utilisent la dépendance en température de la conductivité d'une jonction p-n (généralement sur un cristal de silicium). Dernière fois utilisation pratique on trouve des capteurs de température dits intégrés, qui sont une diode sensible à la température sur la même puce avec des circuits périphériques, par exemple un amplificateur, etc.
Capteurs optiques. Comme les capteurs optiques de température, ils se caractérisent par une grande diversité et une utilisation répandue. Basés sur le principe de conversion optique-électrique, ces capteurs peuvent être divisés en quatre types : basés sur les effets d'émission photoélectronique, de photoconductivité, photovoltaïque et pyroélectrique.
L'émission photovoltaïque, ou effet photoélectrique externe, est l'émission d'électrons lorsque la lumière tombe sur un corps physique. Pour que les électrons s’échappent d’un corps physique, ils doivent surmonter une barrière énergétique. Puisque l'énergie des photoélectrons est proportionnelle à hc/l (où h est la constante de Planck, c est la vitesse de la lumière, l est la longueur d'onde de la lumière), plus la longueur d'onde de la lumière irradiante est courte, plus l'énergie des électrons est grande et plus il leur est facile de surmonter la barrière spécifiée.
L'effet photoconducteur, ou effet photoélectrique interne, est une modification de la résistance électrique d'un corps physique lorsqu'il est irradié par la lumière. Parmi les matériaux qui ont pour effet de photoconductivité figurent le ZnS, le CdS, le GaAs, le Ge, le PbS, etc. La sensibilité spectrale maximale du CdS se produit approximativement à la lumière d'une longueur d'onde de 500 à 550 nm, ce qui correspond approximativement au milieu de la sensibilité. zone de vision humaine. Les capteurs optiques fonctionnant sur l'effet de photoconductivité sont recommandés pour une utilisation dans les posemètres pour appareils photo et caméras, dans les interrupteurs automatiques et les contrôleurs de lumière, les détecteurs de flammes, etc. L'inconvénient de ces capteurs est leur réponse lente (50 ms ou plus).
L'effet photovoltaïque consiste en l'apparition d'une force électromotrice aux bornes d'une jonction pn dans un semi-conducteur irradié par la lumière. Sous l'influence de la lumière, des électrons libres et des trous apparaissent à l'intérieur de la jonction p-n et une force électromotrice est générée. Les capteurs typiques fonctionnant selon ce principe sont les photodiodes et les phototransistors. Le même principe de fonctionnement est présent dans la partie optique-électrique des capteurs d'images à semi-conducteurs bidimensionnels, par exemple les capteurs à dispositif à couplage de charge (capteurs CCD). Le matériau de substrat le plus couramment utilisé pour les capteurs photovoltaïques est le silicium. La vitesse de réponse relativement élevée et la sensibilité élevée dans la plage allant du proche infrarouge (IR) à la lumière visible confèrent à ces capteurs un large éventail d'applications.
Les effets pyroélectriques sont des phénomènes dans lesquels des charges électriques correspondant à ces changements apparaissent à la surface d'un corps physique en raison de changements dans le « relief » de la température de surface. Parmi les matériaux aux propriétés similaires figurent de nombreux autres matériaux dits pyroélectriques. Un transistor à effet de champ est intégré au corps du capteur, permettant de convertir la haute impédance de l'élément pyrotechnique avec ses charges électriques optimales en une résistance de sortie inférieure et optimale du capteur. Parmi ce type de capteur, les capteurs IR sont les plus couramment utilisés.
Il existe peu de capteurs optiques offrant une sensibilité suffisante sur toute la plage lumineuse. La plupart des capteurs ont une sensibilité optimale dans une zone assez étroite de la partie ultraviolette, visible ou infrarouge du spectre.
Principaux avantages par rapport aux autres types de capteurs :
1. Capacité de détection sans contact.
2. La capacité (avec une optique appropriée) de mesurer des objets de tailles extrêmement grandes et inhabituellement petites.
3. Grande vitesse réponse.
4. Commodité d'utilisation d'une technologie intégrée (capteurs optiques, généralement à semi-conducteurs et à semi-conducteurs), garantissant de petites dimensions et une longue durée de vie.
5. Large champ d'utilisation : mesure de diverses grandeurs physiques, détermination de forme, reconnaissance d'objets, etc.
Outre leurs avantages, les capteurs optiques présentent également certains inconvénients, à savoir qu'ils sont sensibles à la contamination, sensibles à l'influence de la lumière étrangère, de la lumière de fond et de la température (s'ils sont à base de semi-conducteurs).
Capteurs de pression. Il existe toujours une forte demande pour les capteurs de pression et ils trouvent une très large gamme d'applications. Le principe de l'enregistrement de pression sert de base à de nombreux autres types de capteurs, par exemple des capteurs de masse, de position, de niveau et de débit de liquide, etc. Dans la grande majorité des cas, l'indication de pression est réalisée en raison de la déformation de corps élastiques. , par exemple un diaphragme, un tube de Proudhon, une membrane ondulée. De tels capteurs ont une résistance suffisante et un faible coût, mais ils rendent difficile l'obtention de signaux électriques. Les capteurs de pression potentialométriques (rhéostatiques), capacitifs, inductifs, magnétostrictifs et ultrasoniques ont un signal électrique en sortie, mais sont relativement difficiles à fabriquer.
Actuellement, les jauges de contrainte sont de plus en plus utilisées comme capteurs de pression. Les jauges de contrainte à semi-conducteurs du type à diffusion semblent particulièrement prometteuses. Les jauges de contrainte à diffusion en silicium sont très sensibles, de petite taille et faciles à intégrer aux circuits périphériques. Grâce à la gravure utilisant la technologie des couches minces, un diaphragme circulaire est formé à la surface d'un cristal de silicium n-conducteur. Des résistances à film ayant une conductivité p sont appliquées sur les bords du diaphragme à l'aide de la méthode de diffusion. Si une pression est appliquée sur le diaphragme, la résistance de certaines résistances augmente tandis que d’autres diminuent. Le signal de sortie du capteur est généré à l'aide d'un circuit en pont qui comprend ces résistances.
Les capteurs de pression à diffusion semi-conductrice, similaires à ceux décrits ci-dessus, sont largement utilisés dans l’électronique automobile et dans tous les types de compresseurs. Les principaux problèmes sont la dépendance à la température, l'instabilité par rapport à l'environnement extérieur et la durée de vie.
Capteurs d'humidité et analyseurs de gaz. L'humidité est un paramètre physique que, comme la température, les humains rencontrent depuis l'Antiquité ; cependant, des capteurs fiables ne sont pas disponibles depuis longtemps. Le plus souvent, on utilisait du crin humain ou de cheval pour ces capteurs, qui s'allongent ou se raccourcissent en fonction des changements d'humidité. Actuellement, pour déterminer l'humidité, on utilise un film polymère recouvert de chlorure de lithium, qui gonfle avec l'humidité. Cependant, les capteurs basés sur celui-ci présentent une hystérésis, une instabilité des caractéristiques dans le temps et une plage de mesure étroite. Les capteurs plus modernes sont ceux qui utilisent de la céramique et des électrolytes solides. Ils éliminent les inconvénients ci-dessus. L'un des domaines d'application des capteurs d'humidité concerne les divers régulateurs d'atmosphère.
Les capteurs de gaz sont largement utilisés dans entreprises manufacturières pour détecter divers types de gaz nocifs et dans les locaux domestiques - pour détecter les fuites de gaz inflammables. Dans de nombreux cas, il est nécessaire de détecter certains types de gaz et il est souhaitable de disposer de capteurs de gaz présentant des caractéristiques de sélectivité des gaz. Cependant, la réponse aux autres composants gazeux rend difficile la création de capteurs de gaz sélectifs hautement sensibles et fiables. Des capteurs de gaz peuvent être réalisés à base de transistors MOS, de cellules galvaniques, d'électrolytes solides utilisant les phénomènes de catalyse, d'interférence, d'absorption des rayons infrarouges, etc. Pour détecter les fuites de gaz domestique, par exemple du gaz naturel liquéfié ou du gaz inflammable tel que le propane, on utilise principalement des céramiques semi-conductrices, notamment, ou des dispositifs fonctionnant sur le principe de la combustion catalytique.
Lorsqu'on utilise des capteurs de gaz et d'humidité pour enregistrer l'état de divers environnements, y compris agressifs, le problème de la durabilité se pose souvent.
Capteurs magnétiques. Caractéristique principale Les capteurs magnétiques, comme les capteurs optiques, se caractérisent par leur vitesse et leur capacité à détecter et mesurer sans contact. Mais contrairement aux capteurs optiques, ce type de capteur n’est pas sensible à la contamination. Cependant, en raison de la nature des phénomènes magnétiques, le fonctionnement efficace de ces capteurs dépend fortement de la distance, et les capteurs magnétiques nécessitent généralement une proximité suffisante par rapport au champ magnétique appliqué.
Parmi les capteurs magnétiques, les capteurs Hall sont bien connus. Actuellement, ils sont utilisés comme éléments discrets, mais l'utilisation d'éléments Hall sous forme de circuits intégrés sur un substrat de silicium se développe rapidement. De tels circuits intégrés répondent le mieux aux exigences modernes en matière de capteurs.
Les éléments semi-conducteurs magnétorésistifs ont une longue histoire de développement. La recherche et le développement de capteurs magnétorésistifs utilisant des ferromagnétiques ont repris. L'inconvénient de ces capteurs est la plage dynamique étroite des changements de champ magnétique détectables. Cependant, une sensibilité élevée, ainsi que la possibilité de créer des capteurs multi-éléments sous forme de circuits intégrés par pulvérisation cathodique, c'est-à-dire la fabricabilité de leur production, sont des avantages incontestables.
III. CAPTEURS EN CHOUETTECEINTUREVOITURES
1. Développements de nouveaux capteurs
Nouveau capteur de batterie de Bosch. Bosch a développé capteur électroniqueétat de la batterie du véhicule (EBS). L'électronique de mesure intégrée au capteur détermine les paramètres physiques de base de la batterie - tension, courant et température, et des algorithmes logiciels calculent des valeurs qui décrivent avec précision son état. De plus, le capteur effectue une prévision situationnelle de l'état de charge.
Dans les voitures modernes, ces informations sont utilisées par l'unité de gestion de l'énergie, qui permet de toujours maintenir un niveau de charge de la batterie suffisant pour un bon démarrage du moteur, même après de longues périodes d'inactivité. Les données sur la base desquelles le générateur et le moteur sont contrôlés réduisent la consommation de carburant et donc les émissions, tout en augmentant la durée de vie de la batterie. La surveillance de l'état de la batterie joue grand rôle et en voitures hybrides avec fonction start-stop.
Le capteur est constitué d'une puce à remplissage électronique et d'un élément résistif pour mesurer le courant. Avec la borne polaire, ils forment bloc de montage, qui se connecte directement à la batterie et est placé dans un renfoncement à côté du terminal sur le standard batteries de voiture. Le nouveau produit se compare avantageusement aux autres solutions dans ce domaine en raison d'économies significatives en termes d'espace libre et de coûts.
En plus de la base matérielle du capteur, Bosch, en collaboration avec Varta, a développé logiciel pour déterminer l'état de la batterie, dont les algorithmes sont entièrement intégrés à la puce EBS. Le capteur mesure directement la température, la tension et le courant de la batterie et calcule à partir de ces données sa capacité et son état de charge, ainsi que ses performances actuelles et futures. Les informations sont transmises via une interface LIN à l'unité de gestion d'énergie supérieure du véhicule, ce qui permet d'optimiser l'état de charge de la batterie.
Bosch a commencé la production des premiers modules au monde la soupape d'étranglementà partir de matériaux composites pour moteurs à essence. Le nouveau produit pèse 25 % de moins et est plus économique à fabriquer que les modules métalliques traditionnels. Parmi les autres avantages du nouveau produit figurent : un réglage plus précis de l'angle d'ouverture, une adaptation simplifiée à différents moteurs et des modèles de voitures, tout en augmentant la sécurité en cas d'accident : les pièces en composites se brisent en petits composants sous l'influence d'un choc soudain.
Dans le système contrôle électronique En ajustant la position du papillon, le module d'accélérateur est l'élément principal de régulation de l'admission d'air du moteur et donc de la régulation de la puissance du moteur. Sur la base des informations sur la position de la pédale d'accélérateur, l'unité de commande du moteur calcule l'angle d'ouverture du papillon requis, le calage de l'allumage et la quantité de carburant injectée. Sur la base du signal du capteur de position du papillon, la position réelle du papillon des gaz est surveillée et le respect exact de la position réglée est assuré. De plus, il n'est pas nécessaire d'inclure un module papillon dans le circuit de liquide de refroidissement, car la faible conductivité thermique du matériau synthétique réduit considérablement le risque de givrage.
Le corps et l'amortisseur de la nouvelle génération de modules DV-E8 sont constitués de fibre de verre durable et solide renforcée de thermoplastique, qui présente une résistance élevée à la chaleur et à l'usure. La conception permet une adaptation facile à différents modèles moteurs et véhicules.
Motorola a développé une nouvelle génération de capteurs de pression des pneus automobiles, ainsi que nouvelle série capteurs inertiels.
Les dispositifs de surveillance de pression ont une conception originale et sont montés dans une valve de roue standard. Ils sont auto-alimentés par les batteries fournies et peuvent être facilement installés sur n'importe quelle voiture.
En plus des capteurs, ce système comprend un récepteur embarqué qui reçoit les signaux des capteurs et les convertit en données compréhensibles par le conducteur.
Il était promis que la production industrielle de ces appareils serait établie d'ici 2008.
En plus des capteurs de pression, Motorola a annoncé la production en série d'un système de contrôle de mouvement inertiel. Ils surveillent les changements dans la dynamique du véhicule en fonction des manipulations du conducteur et sont capables d’empêcher la voiture de déraper et de se renverser.
Les capteurs inertiels Motorola sont destinés à être fournis aux usines d'assemblage automobile dans le cadre de la fourniture d'origine Systèmes ESP développements de cette société. Motorola espère des commandes industrielles de la part des constructeurs automobiles pour de nouveaux produits et entend les adapter aux modèles 2006 prometteurs.
2. Capteurs du système Parktronic
Le radar de stationnement, également connu sous le nom de système de stationnement acoustique (APS), capteurs de stationnement ou capteur de stationnement à ultrasons, est un système de stationnement auxiliaire installé sur certaines voitures ; Il s'agit d'un système qui facilite la procédure de stationnement d'une voiture, sa marche arrière dans l'obscurité et ses manœuvres. goulots d'étranglement. Il minimise le risque de dommages à la carrosserie dus à l'approche d'un obstacle, car il avertit rapidement le conducteur de la diminution de la distance par rapport à l'objet. Certains modèles d'aides au stationnement empêchent eux-mêmes une éventuelle collision avec un objet qui s'approche.
Parktronic mesure la distance jusqu'à un objet qui s'approche à l'aide d'ultrasons. Le système utilise des capteurs à ultrasons (Fig. 2, 3) intégrés dans les pare-chocs avant et arrière pour mesurer la distance par rapport aux objets à proximité. Le système émet un son d'avertissement intermittent (et, dans certaines versions, affiche des informations de distance sur un tableau de bord, un rétroviseur ou un écran autonome) pour indiquer la distance entre le véhicule et un obstacle.
Riz. 2. Capteur à ultrasons type MA40MF14-18.
Les capteurs et écrans de stationnement sont très précis et indiquent au conducteur non seulement la direction de l'obstacle qui approche, mais également la distance qui le sépare, si elle est inférieure à un mètre et demi. A ce moment, à mesure que la distance diminue, signal sonore retentit plus souvent et lorsque la distance devient inférieure à 25 cm, le bip de l'aide au stationnement devient continu.
Les capteurs de stationnement (les capteurs eux-mêmes), inclus dans le kit, peuvent être des tailles différentes et des fleurs. Ils sont montés dans le pare-chocs de la voiture. De nombreux modèles de voitures ont des emplacements standard pour l'installation des capteurs de stationnement, ou des trous sont découpés pour leur installation. Apparence la voiture dans ce cas ne se détériore pas.
De nombreuses marques de voitures sont actuellement produites avec des capteurs de stationnement (capteurs de stationnement) initialement installés, ce qui confirme la nécessité de ce système.
Riz. 3. Capteur à ultrasons type MA40S5.
Il existe de nombreuses variétés systèmes de stationnement, différant principalement par le nombre et l'emplacement des émetteurs de capteurs ultrasoniques.
Les systèmes les plus simples utilisent deux capteurs montés sur le pare-chocs arrière de la voiture. Le système est activé lorsque le conducteur passe une vitesse inverse. Le nombre de capteurs dépend de la conception des capteurs de stationnement. Leur nombre peut aller de deux à huit. La précision des capteurs de stationnement dépend du nombre de capteurs.
Les capteurs peuvent être encastrés ou suspendus. Pour les capteurs à mortaise, des trous spéciaux sont percés dans le corps du pare-chocs, puis, après avoir préparé les emplacements, les capteurs sont installés. Il s'agit de la méthode d'installation la plus courante. Et pour installer des capteurs aériens, vous n’avez rien besoin de percer. Les capteurs sont simplement fixés à l'aide d'une colle spéciale sur le pare-chocs de la voiture.
En Russie, l'usine AvtoVAZ installe régulièrement radar de stationnement pour les voitures Lada Priora dans la configuration Lux. Sur presque toutes les voitures qui ne disposent pas d'un radar de stationnement en standard, celui-ci peut être installé en option supplémentaire.
3. Capteurs dans les alarmes de sécurité des voitures
Par conception les alarmes de voiture sont divisées en deux types : compactes et modulaires.
Le système d'alarme au design compact est un monobloc contenant presque tous les éléments du système : composants électroniques, sirène, capteurs. À cause du fait que Composants electroniques situés dans le boîtier de la sirène, installé sous le capot, ils sont plus accessibles aux intrus.
Le système d'alarme modulaire se compose de parties distinctes : une unité centrale, une sirène et des capteurs externes. L'unité centrale est située à l'intérieur de la voiture, dans un endroit protégé de l'accès, et n'est pas exposée aux influences atmosphériques. Ce type d'alarme est également équipé de capteurs et d'actionneurs supplémentaires (verrouillage centralisé, verrouillage du coffre, vitres électriques, etc.). Possède une gamme plus large de fonctions de service.
Presque tous les systèmes d'alarme utilisent systèmes de services, comme la surveillance et la vérification des fausses alarmes :
· Test automatique - vérifie automatiquement tous les capteurs d'alarme, identifie tous les défauts, évitant ainsi à l'utilisateur une recherche longue et coûteuse ;
· contournement des défauts (Auto Bypass) avec surveillance automatique. Le système désactive automatiquement (à la demande de l'utilisateur) les capteurs ou circuits défectueux, maintenant ainsi la fonctionnalité globale du système d'alarme et de la protection du véhicule.
Automobile alarmes de sécurité utiliser une variété de capteurs du plus simple (contact) au complexe, qui sont pratiquement indépendants et intelligents appareils électroniques(capteurs volumétriques).
Capteurs de contact, en règle générale, utilisez toutes les alarmes. Ces capteurs sont conçus pour protéger les portes, le capot et le coffre des voitures. Des interrupteurs à bouton-poussoir (généralement des interrupteurs de porte standard) sont généralement utilisés comme tels capteurs.
Capteur de verre brisé réagit au bruit caractéristique du verre brisé. Il s'agit d'un capteur de microphone et peut être à un ou deux niveaux. L'activation d'un tel capteur dans dans une plus grande mesure dépend du type de verre, de son épaisseur et de l'emplacement du microphone. Le capteur à un seul niveau ne réagit qu'au bruit caractéristique du bris de verre. À deux niveaux - enregistre le bruit d'un coup sur le verre et le bruit réel du verre brisé. Pour déclencher et émettre le signal correspondant à l'unité centrale, un tel capteur doit enregistrer deux types de signaux avec un intervalle ne dépassant pas 150 ms.
Le principe de fonctionnement de ces capteurs est de répondre aux vibrations d'une fréquence d'environ 1500 Hz produites par le bris de verre, ou aux vibrations haute fréquence, conditionné contraintes internes verre lorsqu'il est fendu ou coupé.
Capteur électromécanique enfermé dans une ampoule scellée. Ses contacts sont réalisés sous la forme de deux filaments électriques, semi-immergés dans le mercure. Les vibrations générées lorsque le verre se brise provoquent des interruptions de courte durée du contact électrique.
Capteur acoustique conçu pour capter les vibrations d'une fréquence d'environ 1500 Hz, qui apparaissent lors de la destruction des cloisons vitrées. Le signal reçu par le microphone est amplifié et analysé circuit électrique associé au capteur.
Capteur piézoélectrique- Il s'agit d'un détecteur plus précis car il présente une sélectivité élevée. Il ne réagit pas aux basses fréquences qui se produisent lorsqu'on heurte du verre s'il n'est pas brisé, mais capte des vibrations d'environ 200 kHz provoquées par les contraintes internes du verre brisé. Ainsi, les alarmes intempestives sont éliminées, ce qui se produit par exemple lorsqu'un voiture rapideà proximité d'une cloison vitrée ou lorsque le bruit des avions pénètre dans un mur.
Capteur de choc(vibration), en règle générale, est fourni dans le kit d'alarme de voiture de base. C'est un appareil qui enregistre les vibrations et les impacts sur la carrosserie de la voiture. Si l'amplitude des vibrations dépasse une valeur prédéfinie, une alarme se déclenche.
Le capteur fonctionne sur la base de l'effet piézoélectrique ou induction électromagnétique, lorsqu'un aimant permanent se déplace le long de l'enroulement de la bobine et crée ainsi courant alternatif. Un tel capteur est appelé capteur électromagnétique, à résonance magnétique ou piézocapteur.
Une version rare du dispositif de capteur de vibrations - capteur de vibrations avec des balles. Au repos le contact électrique est fermé. Une ou les deux billes reposent librement sur deux contacts, qui peuvent être structurellement réalisés sous la forme de deux garde-corps métalliques. Au moment de l'impact, les billes rebondissent sur le contact, provoquant des déconnexions de courte durée, analysées par un circuit électronique à travers lequel est ajustée la sensibilité aux impacts.
La sensibilité est déterminée par la durée d'ouverture du contact lorsque les balles rebondissent les unes sur les autres.
Capteur d'inclinaison- Il s'agit d'un capteur très simple. Il est très populaire parmi les propriétaires de voitures nationales. Le capteur d'inclinaison se compose de deux aimants et d'une bobine. Un aimant est fixé immobile à la base de la bobine et le second est suspendu dans le champ magnétique du premier. Lorsque le corps du capteur est incliné, le deuxième aimant se déplace par rapport au premier, ce qui entraîne une modification du champ magnétique dans lequel se trouve la bobine. Une CEM est induite dans l'enroulement de la bobine, qui est amplifiée et sert de signal d'information provenant du capteur. Dans les alarmes de voitures étrangères, de tels capteurs d'inclinaison sont extrêmement rarement utilisés, mais ils sont largement utilisés dans les systèmes de sécurité des motos.
Capteur de chute de tension en mode sécurité contrôle la tension réseau de bord voiture. Lorsque des surtensions se produisent, causées par exemple par l'ouverture des portes d'une voiture, le capteur envoie un signal correspondant à la centrale d'alarme. Un capteur de ce type est intégré à l'unité centrale et fait partie du kit de base de la plupart des systèmes d'alarme.
Capteur de courant fonctionne de la même manière qu’un capteur de chute de tension. Cependant, en mode sécurité, il enregistre une surtension qui se produit lors de la connexion charge supplémentaireà la source d'alimentation (par exemple, lors de l'ouverture d'une portière de voiture). Le capteur de courant doit avoir une très grande sensibilité aux petites surtensions de courant et est donc assez rarement utilisé dans les alarmes.
Usage capteur de perte de puissance considéré comme traditionnel dans les alarmes de voiture. Si le circuit d'alimentation de l'alarme est cassé (les bornes sont déconnectées batterie) le capteur se déclenche et allume une sirène auto-alimentée s'il est connecté au système d'alarme.
Capteur de mouvement souvent appelé capteur de proximité, car il se déclenche lorsqu’un objet émettant de la chaleur, comme une personne, entre dans la zone de protection du capteur. Le capteur de proximité a généralement une zone de sensibilité (90-110°) et résiste aux fausses alarmes. L'inconvénient des capteurs les plus simples et les moins chers est qu'ils fonctionnent à un certain taux de variation du flux de chaleur. Par exemple, à cause du soleil qui chauffe l'intérieur de la voiture, le capteur peut se déclencher.
Les capteurs plus avancés ne présentent pas cet inconvénient. Leur fiabilité et leur résistance aux interférences thermiques sont assurées par des têtes multicanaux et un traitement électronique complexe du signal dans le capteur lui-même. DANS modèles simples Le traitement du signal est effectué par des méthodes analogiques et par des méthodes plus complexes - numériques, par exemple, à l'aide d'un processeur intégré.
Capteurs volumétriques font partie des systèmes de sécurité intérieurs de voiture les plus sensibles. Ils enregistrent tout mouvement dans l'espace clos de la cabine. Par conséquent, de nombreux systèmes d'alarme proposent un mode permettant d'éteindre le capteur à distance à l'aide d'un porte-clés. Les capteurs volumétriques comprennent :
1. Le capteur à ultrasons (Ultrasonic) est conçu pour détecter les mouvements à l'intérieur de la voiture. Son action est basée sur l'interférence des vibrations ultrasonores. Le capteur se compose d’un émetteur de fréquences ultrasonores et d’un récepteur situés à l’intérieur de la voiture. À fenêtres fermées et les portes, l'espace surveillé par le capteur est limité à l'intérieur du véhicule et un motif d'interférence stable est formé à l'emplacement du récepteur. Lorsqu'un volume ou un intérieur pénètre, la stabilité du motif d'interférence est perturbée et un signal d'alarme est généré. Le principal inconvénient du capteur à ultrasons réside dans les fausses alarmes lorsque des flux d'air de convection se produisent dans le système de chauffage du véhicule.
2. Le capteur micro-ondes est conçu pour détecter les mouvements à l'intérieur et autour du véhicule. C’est pourquoi on l’appelle également capteur à double zone. La première zone de sécurité était située à l’extérieur de la voiture et la seconde était l’intérieur lui-même. Le principe de fonctionnement du capteur est basé sur l'enregistrement des modifications du motif d'interférence des ondes radio dans la plage centimétrique (transparentes aux vitres de la voiture), formé par l'émetteur. Le dispositif est très efficace, mais nécessite un réglage minutieux de la sensibilité, car la zone de protection s'étend à l'extérieur de la voiture, ce qui peut provoquer de fausses alarmes du capteur.
Les capteurs à deux zones sont souvent utilisés pour dissuader les personnes s'approchant du véhicule. Lorsque la première zone est déclenchée, les phares s'allument et un faible bip retentit. Les modèles les plus avancés utilisent un synthétiseur vocal qui incite les passants trop près de la voiture à s'éloigner.
3. Un capteur infrarouge (Infrasonic), comme un capteur à ultrasons, ne protège que l'intérieur de la voiture. Son action repose sur l’enregistrement des modifications du motif d’interférence du champ infrarouge. Ce capteur est capable de surveiller de grands espaces clos, il est donc recommandé pour une installation à l'intérieur des minibus, camionnettes, etc. Le principal inconvénient est la consommation de courant élevée par rapport aux autres capteurs volumétriques.
4. Le capteur de changement de volume est conçu pour enregistrer les changements de pression d'air dans l'habitacle du véhicule, qui se produisent, par exemple, lors de l'ouverture d'une porte ou d'une fenêtre de voiture. Ce capteur a une sensibilité très élevée et par conséquent, de fausses alarmes sont possibles, notamment lorsque l'intérieur de la voiture se refroidit. période hivernale. Il est extrêmement rarement utilisé dans les alarmes de voiture.
CONCLUSIONS
Des capteurs de grandeurs non électriques sont utilisés pour recevoir des informations. Ainsi sont contrôlés la température, les mouvements mécaniques, la présence ou l'absence d'objets, la pression, les débits de liquides et de gaz, la vitesse de rotation, etc. Le capteur peut être affecté simultanément par différentes grandeurs physiques (pression, température, humidité, vibration, réaction nucléaire, champs magnétiques et électriques, etc.), mais il ne doit percevoir qu'une seule grandeur, appelée grandeur naturelle.
Les capteurs fournissent des informations sur l'état de l'environnement externe en interagissant avec lui et en convertissant la réponse à cette interaction en signaux électriques.
Actuellement, divers capteurs sont largement utilisés dans la construction de systèmes de contrôle automatisés. Les capteurs sont un élément des systèmes techniques conçus pour la mesure, la signalisation, la régulation, le contrôle d'appareils ou de processus.
Récemment, en raison de la réduction du coût des systèmes électroniques, des capteurs dotés d'un traitement de signal complexe, de la capacité de configurer et de réguler les paramètres et d'une interface de système de contrôle standard sont de plus en plus utilisés.
Les voitures modernes sont équipées d'un grand nombre de capteurs qui surveillent la température, la pression, les débits de liquides et de gaz, la vitesse de rotation, la présence ou l'absence d'objets autour de la voiture pendant le stationnement, et sont également utilisés pour systèmes de sécurité voitures. Tout cela vous permet d'accélérer le processus d'identification des pannes et, par conséquent, de réparation de la voiture, et facilite également la manipulation de la voiture par le conducteur.
LISTE DES RÉFÉRENCES UTILISÉES
1) Yutt V.E. Équipements électriques et électroniques des automobiles - M. Transports 1983.
2) Kako N., Yamane Y. Capteurs et micro-ordinateurs. L : Energoatomizdat, 1986.
3) W. Titze, K. Schenk. Circuits semi-conducteurs. M : Mir, 1982
4) P. Horowitz, W. Hill. L'art de la conception de circuits vol.2, M : Mir, 1984.
5) Ouvrage de référence pour concepteur de radioamateur. M : Radio et communications, 1990.
6) Vigleb G., Capteurs : conception et application, 1989.
7) Osipovich L.A., Capteurs de grandeurs physiques, 1979.
8) Capteurs modernes. Annuaire. J. FRIEDEN Traduction de l'anglais par Yu. A. Zabolotnaya, édité par E. L. Svintsov. M : Tekhnosphère-2005
9) Capteurs. Des orientations de développement prometteuses. Aleinikov A. F., Gridchin V. A., Tsapenko M. P. Maison d'édition du NSTU - 2001
10) Capteurs dans les mesures modernes. Kotyuk A.F. Moscou. Radio et communications -- 2006
11) Pinsky F.I., Davtyan R.I., Chernyak B.Ya. Systèmes de contrôle par microprocesseur moteurs de voiture combustion interne: Cahier de texte. allocation. - M. : Maison d'édition "Légion-Avtokada", 2002.
12) Voitures VAZ : Technologie de réparation de carrosserie et parties du corps/ Éd. B.V. Prokhorova. - L. : Génie Mécanique, 1987.
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Bonjour, chers lecteurs, dans cet article nous examinerons de nombreuses raisons mais surtout des symptômes de capteurs de voiture défectueux. N'oubliez pas qu'avant de vous rendre dans une station-service et de paniquer, vous devez passer un peu de temps et essayer de trouver vous-même la cause du problème et économiser de l'argent.
Signes d'un dysfonctionnement du capteur TPS :
- au ralenti possible haut régime, c'est le trait le plus caractéristique ;
— une diminution notable de la puissance du moteur et une détérioration de la réponse de l'accélérateur ;
— lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, il y a des à-coups, des creux et des contractions ;
— vitesse flottante au ralenti ;
— lors du changement de vitesse, le moteur s'arrête spontanément ;
— une surchauffe est possible ;
- détonation.
(personnellement, mes symptômes étaient des vitesses élevées, une incapacité à freiner avec le moteur, des à-coups, une diminution de la puissance et, par conséquent, augmentation de la consommation de l'essence).
La photo montre des chemins très usés
Les causes d'un dysfonctionnement du capteur TPS peuvent être :
- oxydation des contacts - vous pouvez aider dans ce cas, vous devez prendre liquide spécial WD et un coton-tige, nettoyez tous les contacts dans le bloc et sous le couvercle ;
— substrats de capteurs usés si leur conception prévoyait la pulvérisation d'une couche résistive ;
- le contact mobile échoue - une pointe de ce contact peut se briser, puis des rayures se formeront et d'autres pointes échoueront également ;
- le papillon des gaz ne se ferme pas complètement au ralenti - dans ce cas vous pouvez le limer un peu des places capteur et le registre devra se fermer.
Signes d'un dysfonctionnement de la vanne d'air de ralenti :
— régime moteur instable au ralenti ;
— augmentation ou diminution spontanée du régime moteur ;
— arrêter le moteur lorsque le rapport est coupé ;
- absence vitesse accrue lors du démarrage d'un moteur froid ;
— diminution de la vitesse mouvement inactif moteur lorsque la charge est allumée (phares, poêle, etc.).
La vanne de régulation du ralenti ne pourra pas fonctionner normalement dans cet état. L'erreur de vérification n'apparaît pas toujours.
La meilleure prévention pour la soupape d'air de ralenti est de retirer et de nettoyer périodiquement la soupape d'air de ralenti, généralement à l'automne et au printemps.
Signes d'un dysfonctionnement du capteur de débit massique d'air :
Les signes d'un dysfonctionnement du capteur de débit d'air ou de pression absolue dans l'admission sont caractérisés par :
— Jusqu'à 70 degrés, la voiture fonctionne plus ou moins bien, après 70 degrés, un ralenti instable commence ;
— Défaillances lors des accélérations et des réglages ;
— La voiture cale parfois au ralenti lorsque pression forte pédales d'accélérateur;
— Augmentation de la consommation;
— Odeur désagréableéchappement;
— Bruits de claquement dans le silencieux pendant le fonctionnement et parfois bruits de claquement collecteur d'admission. (calage d'allumage incorrect dû à capteur défectueux)
Le capteur de débit d'air est très sensible et il n'est pas recommandé de le nettoyer soi-même ; plus vous changez le filtre souvent, plus il vous durera longtemps. L'erreur de contrôle n'apparaît que lorsque le capteur de débit d'air a complètement cessé de fonctionner et peut donner des lectures incorrectes pendant une longue période.
Vous pouvez vérifier le capteur de débit d'air ou le capteur de débit massique d'air en ayant un multimètre ou un scanner de diagnostic à portée de main.
Signes d'un capteur de vitesse défectueux :
— le compteur de vitesse ne fonctionne pas ou donne des indications incorrectes ;
— un ralenti instable ;
— augmentation de la consommation de carburant ;
- le moteur arrête de développer pleine puissance.
— l'aiguille de la jauge de carburant réagit presque instantanément aux fluctuations du niveau de carburant dans le réservoir, car l'ordinateur pense que la voiture ne bouge pas et « lisse » moins les lectures du capteur ;
— le compteur kilométrique n'indique pas le kilométrage ;
capteur dans la transmission automatique
— Lors d'un changement de vitesse, la transmission automatique se remet au point mort ou commute spontanément de manière illogique ;
— la voiture ne répond plus à la pédale d'accélérateur et roule en roue libre ;
— en conduite urbaine, lors de la prise de vitesse, la boîte augmente fortement la vitesse et n'accélère pas, ne réagit pas aux autres modes 2 et 1. Elle semble rouler uniquement à la vitesse 1 mais ne ralentit pas avec le moteur.
Le principe de fonctionnement du capteur de vitesse sur toutes les voitures est le même et il est tout à fait possible de le restaurer soi-même, regardons-le à l'aide d'un exemple.
Signes et causes d'un dysfonctionnement du capteur de cliquetis :
— Cela échoue rarement. Avant que le capteur ne se brise, il est plus probable que quelque chose arrive à son câblage. Peut-être leur est-il arrivé quelque chose si, à des régimes dépassant 3 000 tr/min, la sensibilité du moteur à la quantité carburant de qualité on y verse. Si le carburant s'avère de mauvaise qualité, des claquements de doigts se produiront.
- symptômes d'un calage d'allumage incorrect. Qui conduisait des voitures avec Système mécanique contrôle moteur, il sait de quoi je parle. Si vous ne déplacez l'OZ que de quelques degrés vers le côté précoce ou tardif, le moteur perdra sa dynamique, comme si vous conduisiez avec un frein à main, ou il commencera à exploser - sonnant sous une charge légère ou « tirant » dans système d'échappement. Tout dépend de la résistance à la détonation du carburant versé et du niveau de pression auquel fonctionne votre moteur.
Par exemple (par expérience), je suis tombé sur une Audi avec Moteur en V avec deux capteurs de cliquetis, qui refusaient catégoriquement de développer leur pleine puissance. Le moteur prenait de l'ampleur très lentement et les spécialistes de Pavlodar ont signalé un système de carburant obstrué. Cependant, lors des tests au banc, les injecteurs pulvérisaient parfaitement le carburant et le manomètre indiquait la valeur de pression de référence dans le rail. Mais néanmoins, lors de la mesure de l'OZ avec un stroboscope, il s'est avéré qu'il était décalé de plus de 10 degrés par rapport à la valeur normale, décrite dans le manuel. La raison en était l'un des deux capteurs de cognement sur le deuxième bloc moteur.
Un autre cas intéressant impliquant un capteur de cliquetis défectueux concernait Moteur Subaru. Lors de son achat, la voiture, comme l'Audi décrite ci-dessus, ne développait pas sa pleine puissance. En même temps, le moteur tournait très bien, Système de carburant(injecteurs, réservoir d'essence) était absolument propre et il n'y avait aucun signe de dysfonctionnement. Cependant, le propriétaire de la voiture s’est plaint de ne pas pouvoir dépasser un 10 cylindres à injection de carburant ordinaire. Sur la base de notre expérience avec Audi, nous avons vérifié le capteur de cliquetis sur ce moteur, mais le capteur s'est avéré très « vivant ». La résistance est de 540 kOhm, comme l'exige la spécification. Le DD a réagi rapidement aux écoutes - 30-40 mV.
La raison n'a pas été trouvée de sitôt. Sur plusieurs sites américains, j'ai trouvé des propriétaires exactement des mêmes voitures qui se plaignaient également de la terrible dynamique du moteur. Mais les Américains intelligents ont rapidement compris ce qui se passait et ont contourné le circuit du capteur de cliquetis avec un condensateur, et il y avait ceux qui ne voulaient pas vraiment bricoler l'électronique et préféraient un tampon constitué d'un morceau de caoutchouc placé sous le capteur. . En conséquence, la sensibilité du DD a été réduite et l'apparition de petites vibrations dans le moteur a été complètement ignorée. Ainsi, après seulement quelques kilomètres, la voiture devient ludique et dynamique.
L'erreur de vérification n'apparaît pas toujours.
Signes d'un capteur de température du liquide de refroidissement défectueux :
— Le système de commande électronique règle la température du moteur adaptée au démarrage à une valeur de zéro degré Celsius et la commande correspondante est envoyée au régulateur d'air supplémentaire. En cas de dysfonctionnement du capteur de température, les proportions d'air et d'essence dans le mélange seront loin d'être optimales, ce qui rendra difficile le démarrage du moteur à basse température. Après que le moteur puisse encore démarrer, après deux minutes, l'unité électronique le contrôle décidera que la température du liquide de refroidissement a atteint 80 degrés. Pour cette raison, vous devrez utiliser la pédale d'accélérateur non seulement lors du démarrage, mais également lors du réchauffement du moteur.
Le même dysfonctionnement entraînera des problèmes par temps chaud. Lorsque le moteur chauffe jusqu'à une température proche du maximum admissible, l'unité de commande supposera que la température de l'antigel est normale et ne prendra pas de mesures pour ajuster le calage de l'allumage. Il y aura une perte de puissance et une détonation du moteur se produira.
— le régime de ralenti est inférieur à la normale.
- mauvais fonctionnement des ventilateurs de la voiture, ils s'allument moteur froid et ne s'allument pas lorsque cela est nécessaire, ce qui entraîne une augmentation de la température.
— l'apparition de fumée noire provenant du pot d'échappement.
Sur la plupart des voitures, il y a 2 capteurs de température du liquide de refroidissement, les données du premier vont au tableau de bord et l'allumage et l'arrêt du ventilateur du radiateur dépendent des données du deuxième capteur.
L'erreur n'apparaît pas toujours.
Signes d'un capteur de position d'arbre à cames défectueux :
— la boîte de vitesses est bloquée sur un rapport, généralement le premier, le redémarrage du moteur peut résoudre le problème ;
— la voiture bouge par saccades ;
— la voiture a des difficultés à accélérer après 60 km/h.
- le moteur cale périodiquement, cela arrive particulièrement souvent sur ralenti;
— pops possibles dans le système les gaz d'échappement;
— l'étincelle disparaît, le moteur ne peut pas démarrer.
Signes d'un capteur de position de vilebrequin défectueux :
— lors d'une accélération intense, une détonation apparaît ;
— vitesse instable au ralenti;
— la vitesse de la voiture augmente ou diminue d'elle-même ;
— Je n'arrive pas à démarrer le moteur.
Signes d'une bobine d'allumage défectueuse :
— Il tombe en panne assez souvent. Les symptômes incluent une perte de puissance, une diminution de la puissance globale du moteur, un ralenti irrégulier, une accélération brutale et même l'arrêt de deux cylindres. Si la distance jusqu'à la station-service est de plusieurs kilomètres et qu'il est possible d'y accéder, éteignez les injecteurs correspondants. Sinon, l'essence injectée par les injecteurs dans les cylindres qui ne fonctionnent pas et l'huile seront éliminées des cylindres désactivés, après quoi elles s'écouleront dans le carter.
Vous pouvez vérifier en éteignant les bobines d'allumage une à une et lorsque vous rencontrez une bobine défectueuse, le fonctionnement du moteur ne changera pas.
Signes d'un dysfonctionnement du générateur :
— Moteur tournant, le témoin de décharge de la batterie clignote (ou s'allume en continu) ;
— Décharge ou surcharge (ébullition) de la batterie ;
- Lumière faible phares de voiture, cliquetis ou signal sonore silencieux lorsque le moteur tourne ;
— Changement significatif de la luminosité des phares avec l'augmentation de la vitesse. Cela peut être acceptable en augmentant la vitesse (ré-accélérateur) à partir du ralenti, mais les phares, après s'être allumés vivement, ne doivent plus augmenter leur luminosité, en restant à la même intensité ;
— Bruits parasites (hurlements, grincements) provenant du générateur.
Les progrès rapides dans le domaine de l'électronique et de l'électrotechnique au cours des dernières années et décennies ont conduit à une forte augmentation du nombre de composants électroniques dans une voiture. Outre l'hydraulique et la pneumatique, l'électronique a pénétré dans toutes les parties de la voiture. Composants électroniques individuels et complexes systèmes électroniques Ils deviennent plus compacts, moins chers et en même temps plus efficaces. En conséquence, de nouvelles possibilités d'utilisation de l'électronique dans la voiture apparaissent, permettant d'élargir constamment la portée des fonctions existantes. De tels progrès affectent inévitablement l’organisation du travail en gare Entretien V secteur automobile. Les tâches routinières sont réduites et les compétences nécessaires pour les exécuter deviennent moins importantes. Il devient de plus en plus important d'obtenir les informations nécessaires par des moyens électroniques, de comprendre le fonctionnement de systèmes complexes et, à terme, d'effectuer des diagnostics corrects sur la base d'un travail de contrôle et de mesure ciblé. À cet égard, une autre transformation doit se produire : une transition de la pensée et de la compréhension des systèmes individuels à la pensée complexe et à la compréhension des relations systémiques. Bien entendu, désormais comme auparavant, la connaissance et la compréhension du principe de fonctionnement et des détails des différents systèmes resteront importantes. Mais en même temps, il est également nécessaire de connaître et de comprendre les connexions et les connexions avec d’autres systèmes.
Les systèmes de contrôle électronique d’une voiture moderne sont impensables sans capteurs. Les capteurs automobiles évaluent les valeurs des paramètres non électriques et les convertissent en signaux électriques. Le signal est une tension, un courant, une fréquence, etc. Les signaux sont convertis en code numérique et sont transmis à l'unité de commande électronique qui, conformément au programme programmé, active les actionneurs.
Les capteurs peuvent être actifs ou passifs. Dans un capteur actif, le signal électrique est dû à une conversion d'énergie interne. Un capteur passif convertit l'énergie électrique externe.
Les capteurs sont utilisés dans presque tous les systèmes du véhicule. Dans le moteur, ils mesurent la température et la pression de l’air, du carburant, de l’huile et du liquide de refroidissement. Aux nombreuses pièces mobiles de la voiture (vilebrequin, arbre à cames, papillon des gaz, arbres de la boîte de vitesses, roues, vanne de recirculation des gaz d'échappement), des capteurs de position et de vitesse sont connectés. Un grand nombre de capteurs sont utilisés dans les systèmes de sécurité active.
Selon l'usage, on distingue les types de capteurs automobiles suivants : position et vitesse, débit d'air, contrôle des émissions de gaz d'échappement, température, pression.
Capteurs de position et de vitesse
Le mouvement linéaire ou angulaire de l'objet contrôlé est converti en signal électrique à l'aide de capteurs de position et de vitesse. La voiture utilise des capteurs pour la position du vilebrequin, la position de l'arbre à cames, la position du papillon, le niveau de carburant, la position de la pédale d'accélérateur, la vitesse des roues et l'angle du volant.
Les capteurs de position et de vitesse sont réalisés avec ou sans contact. Bien que les capteurs sans contact soient préférés, appareils de contact sont encore largement utilisés. Malgré tous leurs avantages, les capteurs de contact présentent un inconvénient important : ils sont sujets à la contamination et, par conséquent, réduisent la précision des mesures.
Les capteurs de position de contact comprennent potentiomètres à contacts mobiles, qui mesurent les mouvements linéaires et angulaires d'un objet. Les contacts mobiles se déplacent le long de la résistance variable et modifient sa résistance proportionnellement au mouvement réel de l'objet. Les potentiomètres sont largement utilisés comme capteur de position du papillon des gaz, capteur de position de la pédale d'accélérateur, débitmètre d'air, capteur de niveau de carburant, etc.
Le fonctionnement des capteurs de position et de vitesse sans contact repose sur divers phénomènes et effets physiques, et sur les capteurs correspondants : inductifs, Wiegand, Hall, magnétorésistifs, optiques et bien d'autres.
Capteur inductif Largement utilisé comme capteur de position du vilebrequin. Il contient un aimant permanent, un circuit magnétique et une bobine. Lorsqu'un objet en acier (dent d'engrenage) s'approche du capteur, le champ magnétique augmente et une tension alternative est induite dans la bobine. Contrairement aux capteurs inductifs, les capteurs Wiegand n'utilisent pas d'aimant permanent, mais sont activés par un aimant externe.
Le plus populaire capteurs sans contact construit sur effet Hall. L'essence de l'effet est qu'un aimant permanent connecté à l'objet mesuré, lorsqu'il tourne, génère une tension proportionnelle à la position angulaire de l'objet. Les capteurs à effet Hall utilisent plusieurs schémas de mesure de position et de vitesse : hacheur rotatif, aimant annulaire multipolaire, rotor à engrenages ferromagnétiques. Pour mesurer vitesse angulaire Le rotor denté utilise un capteur Hall différentiel - deux éléments de mesure adjacents qui vous permettent de voir simultanément la dent et la cavité.
Capteurs magnétorésistifs Ils ont commencé à être utilisés relativement récemment, mais sont très populaires. Ils sont basés sur l'effet magnétorésistif - la propriété de certains matériaux porteurs de courant de modifier leur résistance dans un champ magnétique externe. Il existe des magnétorésistances anisotropes (AMR) et des magnétorésistances géantes (GMR). Les capteurs AMP utilisent la résistance électrique des matériaux ferromagnétiques. L'élément de mesure du capteur GMR est constitué d'une alternance de couches ferromagnétiques et non magnétiques. Des magnétorésistances anisotropes sont utilisées dans le capteur d'angle de braquage.
DANS capteur optique Pour déterminer la position angulaire, un disque modulant la lumière avec une alternance de secteurs transparents et opaques est utilisé. Le disque est situé entre la LED et la photorésistance. Lors du déplacement (rotation) du disque, des impulsions électriques sont générées sur la photorésistance, qui déterminent l'angle et la vitesse de rotation de l'arbre.
Capteurs de débit d'air
Le débit d'air entrant dans le moteur est déterminé en volume ou en masse. Les capteurs qui déterminent le débit d'air en volume sont appelés débitmètres volumétriques. Le fonctionnement de tels capteurs est basé sur l'évaluation du mouvement du registre, qui est proportionnel au débit d'air.
Le débit d’air massique est estimé par un capteur de débit massique d’air. Les plus largement utilisés sont les débitmètres micromécaniques construits sur des éléments chauffés à couche mince - les thermistances. L'air traversant les thermistances les refroidit. Dans le même temps, plus l'air passe, plus les thermistances refroidissent. La détermination du débit massique d'air est basée sur la mesure de la puissance et du courant requis pour maintenir Température constante thermistances.
Capteurs d'émissions d'échappement
Réglementation du contenu produits dangereux dans les gaz d'échappement sont fournis par des capteurs de contrôle des émissions, qui comprennent un capteur de concentration d'oxygène et un capteur d'oxyde d'azote.
(un autre nom est sonde lambda) est installée dans le système d'échappement et, en fonction de la teneur en oxygène des gaz d'échappement, produit un certain signal. Sur la base du signal, le système de contrôle du moteur maintient la composition stoechiométrique du mélange air-carburant (ce qu'on appelle la régulation lambda).
Sur les véhicules modernes équipés convertisseur catalytique, deux capteurs de concentration d'oxygène sont installés. Un capteur d'oxygène à la sortie du convertisseur surveille ses performances et garantit que la teneur en substances nocives dans les gaz d'échappement est conforme aux normes établies.
Capteur d'oxyde d'azote contrôle la teneur en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Il est installé dans le système d'échappement des moteurs à essence avec injection directe carburant après un neutralisant (accumulatif) supplémentaire. Le capteur comprend deux caméras. Dans la première chambre, la concentration en oxygène est évaluée. Deuxièmement, la réduction des oxydes d'azote en oxygène et en azote se produit dans la deuxième chambre. La concentration d'oxydes d'azote est estimée par la quantité d'oxygène réduit.
Capteurs de température
La mesure de la température est effectuée dans divers systèmes voiture:
| Système de refroidissement | Températures du liquide de refroidissement |
| Système de gestion du moteur | Température de l'air dans le collecteur d'admission |
| Système de climatisation |
Températures de l’air extérieur ; Température de l'air à l'intérieur de la voiture |
| Système de lubrification | Températures d'huile |
| Transmission automatique | Températures Fluide de travail |
Utilisé pour mesurer la température thermistances à coefficient de température négatif. À mesure que la température augmente, la résistance de la thermistance diminue et le courant augmente en conséquence. Un thermocouple est également utilisé comme capteur de température - un conducteur composé de deux métaux différents et générant une tension thermoélectrique sous l'influence de la température.
Capteurs de pression
Les voitures modernes utilisent un grand nombre de capteurs de pression, qui mesurent la pression dans le collecteur d'admission, la pression du carburant dans le système d'injection, la pression des pneus, la pression du fluide de travail. systèmes de freinage, pression d'huile dans le système de lubrification.
Pour évaluer la pression, il est utilisé effet piézorésistif, qui consiste à modifier la résistance de la jauge de contrainte lorsque le diaphragme est étiré mécaniquement. La pression mesurée peut être absolue ou relative. Le capteur de pression du collecteur d'admission mesure pression absolue, c'est à dire. pression de l'air par rapport au vide.
La classification présentée ne couvre pas tout capteurs de voiture. Un certain nombre d'autres capteurs doivent être mentionnés : capteur de cognement, capteur de niveau d'huile, capteur de pluie. Le capteur de cliquetis évalue les vibrations du moteur qui accompagnent l'allumage incontrôlé du mélange air-carburant. Le capteur est un élément piézoélectrique qui, lorsqu'il vibre, génère un signal électrique.
Le capteur de niveau d'huile d'un moteur moderne remplace les fonctions de la jauge. Le niveau d'huile peut être mesuré par un interrupteur à flotteur ou un capteur thermique plus avancé qui, en plus du niveau d'huile, mesure sa température. Le capteur de pluie fournit opération automatique essuie-glaces. Structurellement, il est associé à un capteur de lumière.
Capteur de débit massique d'air (MAF.
Objectif du capteur. Principe de fonctionnement.
Le capteur de débit massique d'air a pour fonction de convertir le débit d'air entrant dans le moteur en tension continue.
Les informations du capteur vous permettent de déterminer le mode de fonctionnement du moteur et de calculer le remplissage cyclique des cylindres en air dans des modes de fonctionnement stables du moteur, dont la durée dépasse 0,1 seconde.
L'élément sensible du capteur est construit sur le principe d'un anémomètre à thermistance et se présente sous la forme d'un fil chauffé en platine. Le fil chauffe choc électrique, et à l'aide d'un capteur de température et d'un circuit de contrôle de capteur, sa température est mesurée et maintenue constante.
Ce n'est que si le flux d'air à travers le capteur augmente que le filament de platine commence à refroidir, le circuit de commande du capteur augmente le courant de chauffage du filament jusqu'à ce que sa température revienne au niveau d'origine, ainsi l'ampleur du courant de chauffage du filament est proportionnelle au débit d'air.
Le convertisseur secondaire du capteur convertit le courant de chauffage du filament en une tension de sortie CC.
Au fil du temps, le fil s'encrasse, ce qui entraîne un changement dans les caractéristiques d'étalonnage du capteur.
Pour nettoyer le fil de la saleté après avoir éteint le moteur (si certaines conditions sont remplies), le fil est brûlé à 900-1000\xB0C avec une impulsion de courant pendant 1 seconde. L'unité de commande génère une impulsion de commande de combustion.
Les cétones et les éthers ne doivent pas être utilisés pour le lavage. Pour trois raisons :
1. dissoudre le composé.
2. Lors du séchage, refroidir très fortement le cristal. Il peut « éclater/fissuration ».
3. dissoudre le « Masque » sur le cristal (c'est relatif. Ce n'est pas effrayant, mais au centre du cristal il y a un film polymère dans la fenêtre, on dirait qu'il est en polyéthylène téréphtalate, sur lequel il y a aussi un masque et métal. Pulvérisation) si le masque est lavé, le film se déformera et se détachera.
Pas besoin:
- Monter là-bas avec des allumettes/cure-dents, etc. ;
- Laver avec toutes sortes de produits corrosifs tels que Winns et Carboclean.
En général, que reste-t-il ?
WD - 40. Il contient du carburant diesel et des acides gras lourds. Ils se lavent bien, mais laissent un film longtemps. Il doit être lavé. Il faut le laver avec des alcools (éthyle/méthyle/isopropyle) mélangés à de l'eau distillée (20% d'eau), ou des acétates d'éthyle/butyle/propyle (grade a... ils se mélangent bien avec de l'eau (mais les produits ménagers sont sale et laisse un résidu. Je pense qu'il est préférable d'arroser le cristal avec une seringue avec une aiguille fine. Et de le sécher avec un ventilateur "Native", en l'allumant depuis l'ordinateur. Eh bien, au moins, il ne mourra pas d'une manière artificielle la mort, et personne n'est à l'abri d'une mort naturelle. Bons résultats En termes de rinçage du capteur de débit d'air, un rinçage régulier donne alcool isopropylique avec préchauffé, à l'aide d'un sèche-cheveux technique, à 60-70 degrés MAF et liquide de rinçage.
Capteur de position du papillon (TPS).
Le capteur de position du papillon est monté sur le côté du corps de papillon sur le même axe que l'actionneur du papillon des gaz. Le capteur de position du papillon prend des lectures à partir de la position de la pédale d'accélérateur. Le principal ennemi du capteur de position du papillon sont les lave-moteurs.
La durée de vie du capteur de position du papillon est totalement imprévisible. Les dysfonctionnements dans le fonctionnement du capteur de position du papillon se manifestent par une augmentation du régime de ralenti, des à-coups et des creux à faibles charges.
Détecteur de cliquetis.
Le capteur de cognement est installé sur le bloc moteur entre le 2ème et le 3ème cylindres. Il existe deux types de capteurs de cliquetis : résonnant (baril) et à large bande (tablette. Capteur de cliquetis différents types non interchangeable.
Le capteur de cliquetis est un élément fiable, mais nécessite un nettoyage régulier du connecteur. Le principe de fonctionnement du capteur de cliquetis est similaire à celui d'un briquet piézo. Plus le coup est fort, plus la tension est grande.
Surveille les cognements de détonation du moteur. Conformément au signal du capteur de cliquetis, le contrôleur règle le calage de l'allumage. Il y a détonation - allumage ultérieur. Une panne ou une casse du capteur de cliquetis se manifeste par une « matité » du moteur et une augmentation de la consommation de carburant.
Il s'agit d'un corps hexagonal creux avec une saillie filetée à visser dans le moteur à combustion interne. À l'intérieur du boîtier, un élément piézoélectrique à deux couches est vissé avec une vis ordinaire, qui génère une force électromotrice lorsqu'il est exposé à des oscillations de fréquence sonore à travers le boîtier du capteur.
Ces vibrations sont converties en signal audio à l'aide d'un élément piézoélectrique. Ainsi, avec l'aide de DD, l'unité EFI « entend » ce qui se passe dans le moteur pendant qu'il tourne. C'est-à-dire qu'il s'agit d'une sorte de microphone, ou plutôt d'un micro piézocéramique (comme sur les tourne-disques vinyles).
Le corps est rempli jusqu'au bord d'un composé spécial, qui ressemble à du caoutchouc artificiel fragile et friable. Ce composé (sur le forum il s'appelle « Résine ») protège non seulement l'élément piézoélectrique des effets environnement, mais crée également une réponse en fréquence spécifique (réponse amplitude-fréquence) du signal, puisque le spectre DD doit se situer dans la région de 1 400 à 6 000 Hz avec une fréquence centrale dans la région de 2 700 Hz (fréquence de détonation approximative.
Si des processus de détonation se produisent, l'unité EFI modifie automatiquement le calage de l'allumage (IPA) jusqu'à ce que les processus de détonation soient réduits au minimum ou complètement éliminés.
Ainsi, DD fait partie intégrante des circuits de correction de la formation et de combustion la plus efficace du mélange carburé. La panne du moteur s'accompagne de l'apparition d'une erreur d'autodiagnostic, de processus de détonation dans le moteur à combustion interne (avec la caractéristique dite « bourdonnement des doigts »), d'une moins bonne traction et d'une augmentation de la consommation de carburant.
Capteur de pression d'huile.
La pression d'huile dans le système est contrôlée par un capteur spécial installé dans la conduite d'huile. Le signal électrique du capteur va à lampe de contrôle sur tableau de bord. Les voitures peuvent également être équipées d'un manomètre d'huile.
Un capteur de pression d'huile peut être inclus dans le système de gestion du moteur, qui arrête le moteur si la pression d'huile chute dangereusement.
Sur moteurs modernes un capteur de contrôle du niveau d'huile et le capteur de niveau d'huile correspondant sont installés lumière d'alarme sur le tableau de bord. Parallèlement à cela, un capteur de température d'huile peut être installé.
Sonde de température d'eau (pluie).
La sonde de température du liquide de refroidissement est installée entre la culasse et le thermostat. Le capteur de température du liquide de refroidissement a deux contacts. L'objectif fonctionnel principal du capteur de température du liquide de refroidissement est de moteur plus frais, plus riche mélange de carburant.
Structurellement, le capteur de température du liquide de refroidissement est une thermistance (résistance) dont la résistance varie en fonction de la température. Valeurs typiques 100 g. - 177 ohms, 25 gr. - 2796 ohms, 0 gr. - 9420 ohms, - 20 gr. - 28680 ohm. La température du liquide de refroidissement affecte presque toutes les caractéristiques de gestion du moteur. Le capteur de température du liquide de refroidissement est très fiable.
Les principaux défauts sont une violation du contact électrique à l'intérieur du capteur, une violation de l'isolation ou un fil cassé.
Défaillance du capteur de température du liquide de refroidissement - allumage du ventilateur sur un moteur froid, difficulté à démarrer un moteur chaud, augmentation de la consommation de carburant.
Capteur d'oxygène.
La sonde à oxygène (sonde lambda) est installée sur le pot d'échappement du silencieux. Un appareil électrochimique sérieux, mais très fiable.
La tâche du capteur d'oxygène est de déterminer la présence de résidus d'oxygène dans les gaz d'échappement.
Il y a de l'oxygène - un mélange de carburant pauvre, pas d'oxygène - un mélange riche.
Les lectures du capteur d'oxygène sont utilisées pour ajuster l'alimentation en carburant.
L'utilisation d'essence au plomb est strictement interdite.
Une défaillance du capteur d'oxygène entraîne une augmentation de la consommation de carburant et des émissions nocives.
Capteur de position du vilebrequin (CPS).
Le capteur de position du vilebrequin est conçu pour générer un signal électrique lorsque la position angulaire d'un disque denté spécial monté sur le vilebrequin du moteur change.
Le capteur de position du vilebrequin est installé à proximité de la poulie de vilebrequin et lit les signaux en fonction des risques. Il s'agit du capteur principal, sur la base des lectures duquel le cylindre, le temps d'alimentation en carburant et l'étincelle sont déterminés.
Structurellement, le capteur de position du vilebrequin est un morceau d'aimant avec une bobine de fil fin. Très rustique.
Le capteur de position du vilebrequin fonctionne en conjonction avec poulie dentée vilebrequin. Une défaillance du capteur signifie que le moteur s'arrête. DANS le meilleur cas de scenario limitation du régime moteur dans la région de 3 500 à 5 000 tr/min.
Capteur de phase (arbre à cames DKV).
Installé uniquement sur les moteurs à 16 soupapes. Les informations sont utilisées pour organiser l'injection de carburant dans un cylindre spécifique.
Une défaillance du capteur fait passer l'alimentation en carburant en mode parallèle par paire, ce qui entraîne un enrichissement brutal du mélange carburé.
Le capteur de phase est installé sur le moteur en partie supérieure de la culasse derrière la poulie d'arbre à cames d'admission.
Il y a un disque d'entraînement avec une fente sur la poulie d'arbre à cames d'admission. Le passage de la fente à travers la zone de couverture du capteur de phase correspond à l'ouverture soupape d'admission premier cylindre.
Commande d'air de ralenti (IAC), arbre à cames DKV.
C'est un dispositif nécessaire dans le système pour stabiliser le régime de ralenti du moteur. IAC est un moteur pas à pas avec une aiguille conique à ressort.
Pendant que le moteur tourne au ralenti, en modifiant la zone d'écoulement du canal d'alimentation en air supplémentaire, en contournant le papillon des gaz fermé, la quantité d'air nécessaire à son fonctionnement stable pénètre dans le moteur.
Cet air est pris en compte par le capteur de débit massique d'air (MAF) et, en fonction de sa quantité, le contrôleur alimente le moteur en carburant via les injecteurs de carburant.
À l'aide du capteur de position du vilebrequin (CPS), le contrôleur surveille le nombre de tours du moteur et, en fonction du mode de fonctionnement du moteur, contrôle l'IAC, ajoutant ou réduisant ainsi l'alimentation en air en contournant le papillon des gaz fermé (voir Photo - 2 et Photo - 3.
Lorsque le moteur atteint la température de fonctionnement, le contrôleur maintient le régime de ralenti. Dans le cas où le moteur n'est pas réchauffé, le contrôleur augmente la vitesse en raison de l'IAC et assure ainsi que le moteur se réchauffe à des régimes de vilebrequin accrus. Ce mode le fonctionnement du moteur vous permet de commencer à conduire la voiture immédiatement et sans faire chauffer le moteur.
La soupape de commande d'air de ralenti est montée sur le corps de papillon et y est fixée avec deux vis.
Malheureusement, sur certains véhicules, les têtes de ces vis de montage peuvent être percées ou les vis peuvent reposer sur le vernis, ce qui peut rendre beaucoup plus difficile le démontage de l'IAC pour le remplacer ou nettoyer le conduit d'air. Dans de tels cas, il est rarement possible de se passer de démonter l'ensemble du corps de papillon.
IAC est un actionneur et son autodiagnostic n'est pas prévu dans le système. Par conséquent, en cas de dysfonctionnement du contrôle du ralenti, le témoin « Check Engine » ne s'allume pas. Symptômes Défauts IAC sont à bien des égards similaires aux dysfonctionnements du TPS (capteur de position du papillon), mais dans le second cas, le plus souvent le voyant « Check Engine » indique clairement un dysfonctionnement du TPS.
Les symptômes suivants peuvent être attribués à des dysfonctionnements du régulateur d'air de ralenti :
- Régime moteur instable au ralenti, - augmentation ou diminution spontanée du régime moteur, - arrêt du moteur lorsque le rapport est coupé, - absence d'augmentation de régime au démarrage d'un moteur froid, - diminution du régime de ralenti moteur à la mise en marche de la charge ( phares, chauffage, etc.) .. pour démonter la commande d'air de ralenti, il faut débrancher son connecteur à quatre broches contact coupé et dévisser les deux vis de fixation. L'installation de l'IAC s'effectue dans l'ordre inverse. De plus, le joint torique de la bride doit être lubrifié l'huile de moteur. Auteur inconnu.
